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3.2原理分析
本设计的工作原理为将要产生的波形数据存入波形存储器 ,然后在参考时钟的作用下 ,对输入的频率数据进行累加 ,并且将累加器的输出一部分作为读取波形存储器的地址 ,将读出的波形数据经D/A转换为相应的模拟电压信号。本研究的重点就是用VHDL来实现DDS的功能 ,能够达到高精度的输出 ,同时标准波形数据生成存放在 ROM 中 ,可以简化运算过程 ,提高运算速度 ,加快反应时间。
3.3 DAC0832转换器
DAC0832是双列直插式8位D/A转换器，在电路中DAC0832被接成单缓冲器方式。它的ILE，VCC，8脚与+5V相连，CS,XFER,WR2,WR1,3脚，10脚与GND相连，WR1与CP信号相连。这样DAC0832的8位DAC寄存器始终处于导通状态，因此当CP变成低电平时，数据线上的数据便可直接通过8位DAC寄存器，并有其8位D/A转换器进行转换。
图3： DAC0832芯片引脚图
3.4 LM358芯片
LM358是常用的双运，LM358里面包括有两个高增益、独立的、内部频率补偿的双运放，适用于电压范围很宽的单电源，而且也适用于双电源工作方式，它的应用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运放的地方使用。
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图4： LM358芯片引脚图
4.程序模块设计、仿真结果分析
波形发生器可以由顶层模块、分频模块、时钟模块、正弦波产生模块、三角波产生模块、方波产生模块和输出波形选择模块组成。
4.1顶层模块
顶层文件将已经设计的各个模块联系在一起成为一个整体，实验时使用QuartusⅡ9.0编写VHDL程序实现顶层文件设计。顶层文件仿真图如下5:
图5： 顶层文件仿真图
4.2分频模块
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根据DAC0832 输出控制时序，利用接口电路图，DAC0832是8位的D/A转换器，转换周期为1μs，又因为FPGA的系统时钟为50MHz，必须对其进行分频处理，实验使用100分频,实验时使用QuartusⅡ9.0编写VHDL程序生成时钟分频器。 VHDL程序： LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY wxm_CLK IS PORT(CLK:IN STD_LOGIC; EN,EN1,EN2:IN STD_LOGIC; CLKOUT:OUT STD_LOGIC); END;
ARCHITECTURE BEHAVE OF wxm_CLK IS
SIGNAL CNT:STD_LOGIC_VECTOR(19 DOWNTO 0); SIGNAL EN3,EN4,EN5: STD_LOGIC;
SIGNAL EN6:STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); BEGIN
EN6<=EN3&EN4&EN5; PROCESS(EN) BEGIN
IF EN'EVENT AND EN='0' THEN IF EN3 ='0' THEN EN3<='1'; ELSE EN3<='0'; END IF; END IF; END PROCESS; PROCESS(EN1)
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BEGIN
IF EN1'EVENT AND EN1='0' THEN IF EN4 ='0' THEN EN4<='1'; ELSE EN4<='0';
END IF;
END IF; END PROCESS; PROCESS(EN2) BEGIN
IF EN2'EVENT AND EN2='0' THEN
IF EN5 ='0' THEN
EN5<='1';
ELSE
EN5<='0';
END IF;
END IF; END PROCESS; PROCESS(CLK,EN6) BEGIN
IF CLK'EVENT AND CLK='1' AND EN6=\
IF CNT>4 THEN CNT<=(OTHERS=>'0'); CLKOUT<='0'; ELSIF CNT>2 THEN CLKOUT<='1' CNT<=CNT+1; ELSE
;
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CNT<=CNT+1; END IF;
ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' AND EN6=\
IF CNT>8 THEN CNT<=(OTHERS=>'0'); CLKOUT<='0'; ELSIF CNT>4 THEN CLKOUT<='1' CNT<=CNT+1; ELSE CNT<=CNT+1; END IF;
;
ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' AND EN6=\
IF CNT>16 THEN CNT<=(OTHERS=>'0'); CLKOUT<='0'; ELSIF CNT>8 THEN CLKOUT<='1' CNT<=CNT+1; ELSE CNT<=CNT+1; END IF;
;
ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' AND EN6=\
IF CNT>30 THEN CNT<=(OTHERS=>'0'); CLKOUT<='0'; ELSIF CNT>15 THEN CLKOUT<='1' CNT<=CNT+1;
;